재생 에너지를 저장하기 위해 전기 온수기를 사용하면 200만 개의 가정용 배터리를 사용할 수 있습니다.

Mar 23, 2023

연구 책임자 - 시드니 공과대학교 전략적 에너지 협력

David Roche는 호주 재생에너지청(ARENA)으로부터 이 연구에 대한 자금을 지원받은 지속 가능한 미래 연구소에서 일하고 있습니다.

University of Technology Sydney는 The Conversation AU의 창립 파트너로서 자금을 제공합니다.

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호주의 에너지 전환은 잘 진행되고 있습니다. 300만 가구가 옥상 태양광을 보유하고 있으며 중형 전기차 판매가 급증하고 있다. 그러나 우리가 재생 에너지로 구동되는 완전한 전기 가구를 향해 노력하면서 핵심 구현 기술인 간단한 전기 온수기를 간과하고 있습니까?

호주 가구의 약 절반은 전기 온수기를 사용하고 나머지는 가스를 사용합니다. 그렇다면 전기온수기의 장점은 무엇일까요?

전기 온수기는 대량의 에너지를 뜨거운 물의 형태로 저장할 수 있는 저렴한 방법을 제공합니다. 300리터 탱크가 있는 히터는 2세대 Tesla Powerwall만큼 많은 에너지를 훨씬 적은 비용으로 저장할 수 있습니다.

UTS 지속 가능한 미래 연구소의 연구에 따르면 호주인들은 가정용 전기 온수기를 사용하여 2백만 개가 넘는 가정용 배터리만큼 많은 에너지를 저장할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이를 통해 궁극적으로 에너지 비용을 연간 60억 호주 달러 이상 절약하는 동시에 순 탄소 배출량 제로에 가까워질 수 있습니다.

호주 재생에너지청(ARENA)이 자금을 지원하고 오늘 발표한 우리의 보고서는 2030년까지 배출량을 절반으로 줄이고 2050년까지 순 제로에 도달하려면 가스 온수기를 "스마트" 전기 온수기로 신속하게 교체하는 정책이 시급히 필요하다고 권고합니다. 스마트 히터는 전력망 전체의 전력 공급 및 수요 변화에 따라 켜고 끌 수 있습니다.

즉, 이러한 히터는 특히 태양광에서 발생하는 "비수기" 재생 에너지를 흡수할 수 있으므로 두 가지 주요 문제를 동시에 해결하는 데 도움이 됩니다. 이는 온실가스 배출을 줄이고 궁극적으로 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그리고 재생 가능 에너지원의 변동하는 공급량의 균형을 맞추는 데 도움이 되는 유연한 수요를 제공함으로써 전력망을 더욱 안정적으로 만들 수 있습니다.

전기온수기에는 크게 3가지 종류가 있습니다. 기존의 "저항" 히터는 전기를 사용하여 물을 직접 가열합니다. 태양열 온수기는 햇빛과 전기를 사용하지만 최신 "열 펌프" 장치가 등장하면서 인기가 줄어들었습니다. 이들은 공기로부터 열을 모아서 물로 "펌프"합니다. 히트펌프는 저항히터에 비해 전력 소모가 3~4배 적다.

2010년에 저항식 전기 온수기는 일반적으로 가스에 비해 약 4배 더 많은 배출량을 배출했습니다. 히트펌프 배출량은 가스 배출량과 거의 동일했습니다. 전기온수기가 전기를 많이 사용하는데, 그 전기의 대부분이 석탄을 태워서 나오는 것이기 때문이다.

우리가 재생 에너지로부터 더 많은 전기를 생산함에 따라 이러한 상황은 극적으로 변하고 있습니다. 호주의 에너지 시장 운영업체인 AEMO는 청정 에너지 미래를 향한 정기적인 업데이트 경로를 발표합니다. 가장 유력한 결과인 "단계 변화 시나리오"에서 가스는 2030년까지 온실가스를 가장 많이 사용하는 온수 옵션이 될 것입니다.

2040년까지 재생 가능한 전력 시스템으로의 전환이 대체로 완료되면 저항 및 히트펌프 온수기의 배출량은 가스 대비 훨씬 낮아질 것입니다.

온수기는 15년 이상 사용할 수 있습니다. 따라서 향후 20년 동안 우리 가정의 히터 재고는 오늘날 우리가 무엇을 설치하는지에 따라 달라집니다. 따라서 가스 히터를 전기 히터로 교체하는 것이 에너지 전환에서 최우선 과제가 되어야 합니다.

우리의 작업에서는 각각 물 가열 기술이 서로 다르게 혼합된 다양한 시나리오를 탐색했습니다. 하나는 가스 온수기가 널리 보급되어 있는 평소대로의 기준선이었습니다. 대체 시나리오에서는 가스가 향후 10~20년에 걸쳐 단계적으로 폐지됩니다.

우리는 가스를 전기 온수기로 대체하면 배출가스 순 제로에 더 빨리 도달하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 비용도 절약할 수 있다는 사실을 발견했습니다.